การศึกษาและลดความซับซ้อนในการขึ้นรูปขยะขวดน้ำพลาสติกด้วยวิธีหลอมขึ้นรูปใหม่และเสริมแรง เพื่อเพิ่มอัตราการรีไซเคิลขยะพลาสติก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

นพรัช วงค์สูง, สุรสีห์ ศรีรุ้ง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ชิตพงษ์ เหนือเกาะหวาย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

พลาสติกเป็นวัสดุสังเคราะห์ที่มีบทบาทอย่างมากในชีวิตประจำวันและมีแนวโน้มการใช้งานมากขึ้น เรื่อย ๆ แต่ด้วยข้อเสียของพลาสติกคือใช้เวลาในการย่อยสลายนาน ทำให้ปัญหาขยะพลาสติกทวีความรุนแรงขึ้นและส่งผลกระทบต่อมนุษย์ในหลายด้าน โดยวิธีการรีไซเคิลพลาสติกถือเป็นวิธีในการแก้ไขปัญหาดำเนินการมาอย่างต่อเนื่องเพื่อลดปริมาณขยะพลาสติก อย่างไรก็ตามการรีไซเคิลส่วนมากนั้นจำเป็นต้องอาศัยอุปกรณ์และเครื่องมือที่มีความซับซ้อนและยุ่งยากในการใช้งาน ดังนั้นผู้จัดทำจึงมีแนวคิดในการลดความซับซ้อนของการรีไซเคิลพลาสติกโดยใช้วิธีการหลอมขึ้นรูปใหม่ในการรีไซเคิลขยะพลาสติก และศึกษากระบวนการขึ้นรูปพลาสติก คุณสมบัติเชิงกายภาพและเชิงกลของวัสดุพลาสติกรีไซเคิล และการเสริมแรงให้แก่วัสดุด้วยการผสมทรายแก้วและเส้นในมะพร้าวในอัตราส่วนต่าง ๆ ซึ่งจากการศึกษาพบว่าในการขึ้นรูปด้วยวิธีการหลอมขึ้นรูปใหม่ พลาสติกจะเริ่มเดือดที่อุณหภูมิ 230 องศาเซลเซียสซึ่งทำให้วัสดุที่ได้นั้นเปราะ และเมื่อปล่อยให้พลาสติกที่หลอมเหลวแล้วค่อย ๆ เย็นตัวลงจะได้วัสดุสีขาวที่ทึบแสงและเปราะ แต่หากนำพลาสติกที่หลอมเหลวแล้วไปลดอุณหภูมิอย่างรวดเร็วด้วยการแช่ในน้ำ วัสดุที่ได้จะมีสีเหลืองเข้มและโปร่งแสง รวมทั้งมีความเหนียวและยืดหยุ่นที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการปล่อยให้พลาสติกค่อย ๆ เย็นตัวลง และเมื่อทำการเติมทรายแก้วเพื่อเสริมแรงนั้นพบว่าเมื่อเพิ่มปริมาณทรายแก้วจะทำให้วัสดุมีค่ามอดูลัสของยังเพิ่มขึ้น และมีค่าความต้านทานแรงดึงที่มากขึ้นจนถึงอัตราส่วนหนึ่งแต่จะมีค่าความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ลดลง โดยที่อัตราส่วนพลาสติกรีไซเคิลต่อทรายแก้ว 100 : 0 จะมีความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ดีที่สุด แต่มีค่ามอดูลัสของยังที่น้อยที่สุด ที่อัตราส่วน 75 : 25 วัสดุจะมีค่าความต้านทานต่อแรงดึงและค่ามอดูลัสเพิ่มขึ้นแต่ความต้านทานต่อแรงกระแทกลดลงเล็กน้อย และที่อัตราส่วน 50 : 50 มีค่าความต้านทานต่อแรงดึงและแรงกระแทกที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่พบว่าค่ามอดูลัสของยังมากที่สุดจากทุกอัตราส่วน และเมื่อนำวัสดุพลาสติกรีไซเคิลที่เสริมแรงด้วยทรายแก้วไปผสมกับเส้นใยมะพร้าวเพื่อสริมแรง พบว่าไม่สามารถขึ้นรูปชิ้นงานทดสอบได้เนื่องจากวัสดุที่ได้มีความเปราะอย่างมาก และเส้นใยมะพร้าวในเนื้อพลาสติกกระจุกกันอยู่บริเวณผิวหน้าของพลาสติกรวมถึงเส้นใยมะพร้าวนั้นเกิดการไหม้เนื่องจากอุณหภูมิของพลาสติก PET ที่สูงเกินไป